在Serverless架构的应用实践中，有一个非常实在的应用：视频处理。

腾讯云的函数计算平台是这样描述视频处理场景的：

视频应用、社交应用等场景下，用户上传的图片、音视频的总量大、频率高，对处理系统的实时性和并发能力都有较高的要求。例如：对于用户上传的视频短片，我们可以使用多个云函数对其分别处理，对应不同的清晰度（1080p、720p等），以满足不同场景下用户的需求，适应移动网络带宽较小且不稳定的特性。

在阿里云的函数计算也有相关的描述：

由此可见，视频的压缩/转码等操作是Serverless架构的一个典型"应用"。那么问题来看，如何在Serverless架构下实现视频压缩与转码？

准备开始ffmpeg

什么是ffmpeg？百度百科是这样描述的：

FFmpeg是一套可以用来记录、转换数字音频、视频，并能将其转化为流的开源计算机程序。采用LGPL或GPL许可证。它提供了录制、转换以及流化音视频的完整解决方案。它包含了非常先进的音频/视频编解码库libavcodec，为了保证高可移植性和编解码质量，libavcodec里很多code都是从头开发的。

FFmpeg在Linux平台下开发，但它同样也可以在其它操作系统环境中编译运行，包括Windows、Mac OS X等。这个项目最早由Fabrice Bellard发起，2004年至2015年间由Michael Niedermayer主要负责维护。许多FFmpeg的开发人员都来自MPlayer项目，而且当前FFmpeg也是放在MPlayer项目组的服务器上。项目的名称来自MPEG视频编码标准，前面的"FF"代表"Fast Forward"。

在实际生产生活中，ffmpeg也是一个非常好的工具，我们可以利用这个工具来进行图像的压缩/转码等操作。

在ffmpeg官网，我们可以看到有不同的操作系统、文件可供选择：

也就是说，我们如果要在云函数中使用这个模块，那么就要有这样一个模块是在云函数所在的环境下可以运行起来的，根据云函数的文档可以看到：

我们要有一个在CentOS操作系统下可以使用的ffmpeg，接下来，我们就准备这个文件：

在CentOS操作系统上，下载源码包：wget http://www.ffmpeg.org/releases/ffmpeg-3.1.tar.gz
解压并进入目录：tar -zxvf ffmpeg-3.1.tar.gz && cd ffmpeg-3.1
编译安装： ./configure && make && make install

在进行./configure操作的时候，可能出现yasm/nasm not found or too old. Use --disable-yasm for a crippledbuild错误。

yasm是汇编编译器，ffmpeg为了提高效率使用了汇编指令，如MMX和SSE等。所以系统中未安装yasm时，就会报错误，此时可以安装yasm编译器来解决：

下载wget http://www.tortall.net/projects/yasm/releases/yasm-1.3.0.tar.gz
解压并进入目录：tar zxvf yasm-1.3.0.tar.gz && cd yasm-1.3.0
编译安装：./configure && make && make install

完成ffmpeg的编译安装，就可以在当前目录下看到生成了文件：ffmpeg，此时我们保存这个文件即可在腾讯云的云函数中使用。

Serverless架构下的视频压缩

按照腾讯云提供的实践架构图，其推荐的是对象存储触发器触发函数，也就是说我们将视频存储到对象存储中，然后通过对象存储的相关触发器触发函数进行视频的处理，处理之后再回传对象存储的操作。

代码实现：

import os
import subprocess
from qcloud_cos_v5 import CosConfig
from qcloud_cos_v5 import CosS3Client

secret_id = os.environ.get('secret_id')
secret_key = os.environ.get('secret_key')
region = os.environ.get('region')
cosClient = CosS3Client(CosConfig(Region=region, SecretId=secret_id, SecretKey=secret_key))

# 移动ffmpeg到tmp目录，并且赋予权限
with open("./ffmpeg", "rb") as rf:
    with open("/tmp/ffmpeg", "wb") as wf:
        wf.write(rf.read())
subprocess.run('chmod 755 /tmp/ffmpeg', shell=True)

def main_handler(event, context):

    for record in event['Records']:
        bucket = record['cos']['cosBucket']['name'] + '-' + record['cos']['cosBucket']['appid']
        key = "/".join(record['cos']['cosObject']['key'].split("/")[3:])
        download_path = '/tmp/{}'.format(key.split('/')[-1])
        upload_path = '/tmp/new_mp4-{}'.format(key.split('/')[-1])

        # 下载图片
        print("key", key)
        response = cosClient.get_object(Bucket=bucket, Key=key)
        response['Body'].get_stream_to_file(download_path)

        # 执行ffmpeg指令压缩视频
        child = subprocess.run('/tmp/ffmpeg  -i %s -r 10 -b:a 32k %s'%(download_path, upload_path), stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, close_fds=True, shell=True)

        # 上传图片
        cosClient.put_object_from_local_file(
            Bucket=bucket,
            LocalFilePath=upload_path,
            Key="/new_mp4/" + key.split('/')[-1]
        )

这里的主要操作就是在容器建立的时候，或者说是函数冷启动的时候，将ffmpeg复制到可执行目录，并且设置其权限为755。

完成之后可以进行serverless.yaml的编写：

MyVideo:
  component: "@serverless/tencent-scf"
  inputs:
    name: MyVideo
    codeUri: ./
    handler: index.main_handler
    runtime: Python3.6
    region: ap-guangzhou
    memorySize: 128
    timeout: 200
    environment:
      variables:
        secret_id: 用户密钥id
        secret_key: 用户密钥key
        region: ap-guangzhou
    events:
      - cos:
          name: video-1256773370.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com
          parameters:
            bucket: video-1256773370.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com
            filter:
              prefix: source/
            events: cos:ObjectCreated:*
            enable: true

部署完成，我们将一个测试的MP4文件上传到对应的存储的source/文件夹中：

稍等片刻，我们可以看到目标文件夹出现了对应的视频：

大家可以对比一下两个视频文件的差距。

当然，这里仅仅是通过/tmp/ffmpeg -i 原视频 -r 10 -b:a 32k 生成视频来进行视频压缩，除此之外，我们还可以使用ffmpeg进行额外的操作(以下内容来源于canmeng的博客)：

ffmpeg -ss 00:00:00 -t 00:00:30 -i test.mp4 -vcodec copy -acodec copy output.mp4

-ss 指定从什么时间开始
-t 指定需要截取多长时间
-i 指定输入文件

这个命令就是从00秒开始裁剪到00+30=30秒结束，总共30秒的视频。这个命令执行很快，因为只是原始数据的拷贝，中间没有什么编码和解码的过程，命令执行后可以得到output.mp4输出文件。
与期望的视频裁剪后的效果一致，00秒开始，30秒结束，总共30秒的视频，但是有些视频裁剪后你会发现开始和结束时间可能不是很准确，有可能是从00秒开始，33秒结束。这是为什么呢？

因为这些视频里30秒处地方刚好不是关键帧，而ffmpeg会在你输入的时间点附近圆整到最接近的关键帧处，然后做接下来的事情。如果你不懂什么是关键帧，没关系，这也不影响你使用这个命令。

合并视频

//截取从头开始的30s
ffmpeg -ss 00:00:00 -t 00:00:30 -i keyoutput.mp4 -vcodec copy -acodec copy split.mp4
//截取从30s开始的30s
ffmpeg -ss 00:00:30 -t 00:00:30 -i keyoutput.mp4 -vcodec copy -acodec copy split1.mp4
//进行视频的合并
ffmpeg -f concat -i list.txt -c copy concat.mp4

在list.txt文件中，对要合并的视频片段进行了描述。
内容如下

file ./split.mp4
file ./split1.mp4

更多常用命令：

ffmpeg -i in.mp4 -filter:v "crop=in_w:in_h-40" -c:a copy out.mp4
// 去掉视频中的音频
ffmpeg -i input.mp4 -vcodec copy -an output.mp4
// -an: 去掉音频；-vcodec:视频选项，一般后面加copy表示拷贝
 
// 提取视频中的音频
ffmpeg -i input.mp4 -acodec copy -vn output.mp3
// -vn: 去掉视频；-acodec: 音频选项， 一般后面加copy表示拷贝
 
// 音视频合成
ffmpeg -y –i input.mp4 –i input.mp3 –vcodec copy –acodec copy output.mp4
// -y 覆盖输出文件
 
//剪切视频
ffmpeg -ss 0:1:30 -t 0:0:20 -i input.mp4 -vcodec copy -acodec copy output.mp4
// -ss 开始时间; -t 持续时间
 
// 视频截图
ffmpeg –i test.mp4 –f image2 -t 0.001 -s 320x240 image-%3d.jpg
// -s 设置分辨率; -f 强迫采用格式fmt;
 
// 视频分解为图片
ffmpeg –i test.mp4 –r 1 –f image2 image-%3d.jpg
// -r 指定截屏频率
 
// 将图片合成视频
ffmpeg -f image2 -i image%d.jpg output.mp4
 
//视频拼接
ffmpeg -f concat -i filelist.txt -c copy output.mp4
 
// 将视频转为gif
ffmpeg -i input.mp4 -ss 0:0:30 -t 10 -s 320x240 -pix_fmt rgb24 output.gif
// -pix_fmt 指定编码
 
// 将视频前30帧转为gif
ffmpeg -i input.mp4 -vframes 30 -f gif output.gif
 
// 旋转视频
ffmpeg -i input.mp4 -vf rotate=PI/2 output.mp4
 
// 缩放视频
ffmpeg -i input.mp4 -vf scale=iw/2:-1 output.mp4
// iw 是输入的宽度， iw/2就是一半;-1 为保持宽高比
 
//视频变速
ffmpeg -i input.mp4 -filter:v setpts=0.5*PTS output.mp4
 
//音频变速
ffmpeg -i input.mp3 -filter:a atempo=2.0 output.mp3
 
//音视频同时变速，但是音视频为互倒关系
ffmpeg -i input.mp4 -filter_complex "[0:v]setpts=0.5*PTS[v];[0:a]atempo=2.0[a]" -map "[v]" -map "[a]" output.mp4
 
// 视频添加水印
ffmpeg -i input.mp4 -i logo.jpg -filter_complex [0:v][1:v]overlay=main_w-overlay_w-10:main_h-overlay_h-10[out] -map [out] -map 0:a -codec:a copy output.mp4
// main_w-overlay_w-10 视频的宽度-水印的宽度-水印边距；
 
// 截取视频局部
ffmpeg -i in.mp4 -filter:v "crop=out_w:out_h:x:y" out.mp4
// 截取部分视频，从[80,60]的位置开始，截取宽200，高100的视频
ffmpeg -i in.mp4 -filter:v "crop=80:60:200:100" -c:a copy out.mp4
// 截取右下角的四分之一
ffmpeg -i in.mp4 -filter:v "crop=in_w/2:in_h/2:in_w/2:in_h/2" -c:a copy out.mp4
// 截去底部40像素高度
ffmpeg -i in.mp4 -filter:v "crop=in_w:in_h-40" -c:a copy out.mp4

参数说明：

-vcodec xvid 使用xvid压缩
-s 320×240 指定分辨率
-r fps 设置帧频缺省25
-b <比特率> 指定压缩比特
-acodec aac 设定声音编码
-ac <数值> 设定声道数，1就是单声道，2就是立体声
-ar <采样率> 设定声音采样率，PSP只认24000
-ab <比特率> 设定声音比特率
-vol <百分比> 设定音量
-y 覆盖输出文件
-t duration 设置纪录时间 hh:mm:ss[.xxx]格式的记录时间也支持
-ss position 搜索到指定的时间 [-]hh:mm:ss[.xxx]的格式也支持
-title string 设置标题
-author string 设置作者
-copyright string 设置版权
-hq 激活高质量设置
-aspect aspect 设置横纵比 4:3 16:9 或 1.3333 1.7777
-croptop size 设置顶部切除带大小像素单位
-cropbottom size -cropleft size -cropright size
-padtop size 设置顶部补齐的大小像素单位
-padbottom size -padleft size -padright size -padcolor color 设置补齐条颜色(hex,6个16进制的数，红:绿:兰排列，比如 000000代表黑色)
-bt tolerance 设置视频码率容忍度kbit/s
-maxrate bitrate设置最大视频码率容忍度
-minrate bitreate 设置最小视频码率容忍度
-bufsize size 设置码率控制缓冲区大小
-vcodec codec 强制使用codec编解码方式。如果用copy表示原始编解码数据必须被拷贝
-sameq 使用同样视频质量作为源（VBR）
-pass n 选择处理遍数（1或者2）。两遍编码非常有用。第一遍生成统计信息，第二遍生成精确的请求的码率
-passlogfile file 选择两遍的纪录文件名为file
-map file:stream 设置输入流映射
-debug 打印特定调试信息

总结

Serverless架构不仅在同步业务方面能取得不错的效果，而且在异步流程上也有很棒的表现，因此可以通过Serverless架构来实现大数据分析，也可以实现图像压缩、水印/格式转换、视频处理。

创作场景

Serverless 实战：分分钟实现视频压缩与格式转换